CN112994779B - 一种单站双星时间重叠任务跟踪方法、***、终端及介质 - Google Patents

一种单站双星时间重叠任务跟踪方法、***、终端及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单站双星时间重叠任务跟踪方法、***、终端及介质，包括以下步骤：根据执行卫星轨道数据来获得预设时间内两颗低轨卫星过境地面站的时间窗，所述时间窗包括第一时间窗和第二时间窗，所述第一颗低轨卫星过境地面站的时间窗为第一时间窗，第二颗低轨卫星过境地面站的时间窗为第二时间窗；根据时间重叠的判决条件，提取所述第一时间窗和所述第二时间窗中存在时间冲突的两个任务时间窗；解决了单站双星***的星地通信时间利用率较低的问题。本发明优点是：提高时间部分重叠的跟踪任务的通信时长，适用于单站双星***的应用场景；流程简单、星地通信时间利用率高、能最大化延长星地通信时间。

Description

一种单站双星时间重叠任务跟踪方法、***、终端及介质
技术领域
本发明涉及卫星规划地面接收站任务技术领域，特别涉及一种单站双星时间重叠任务跟踪方法、***、终端及介质。
背景技术
在单个卫星地面站进行低轨卫星的跟踪任务时，若针对相邻两颗低轨卫星组成的双星***的跟踪任务时间窗存在部分重叠的情形，由于受到卫星地面站***在每个跟踪任务前需要一段时间预置***状态的约束，通常只能选取其中一颗低轨卫星的一个时间窗执行跟踪任务，从而降低了卫星过境地面站时星地有限通信时间的利用效率，导致了单站双星***的星地通信时间利用率不高的缺点。
发明内容
因此，需要设计一种单站双星时间重叠任务跟踪方法，目的在于，解决现有技术中单站双星***的星地通信时间利用率较低的缺陷。
本发明通过下述技术方案实现：
第一方面，提供了一种单站双星时间重叠任务跟踪方法，包括以下步骤：
S1：根据执行卫星轨道数据来获得预设时间内两颗低轨卫星过境地面站的时间窗，所述时间窗包括第一时间窗和第二时间窗，所述第一颗低轨卫星过境地面站的时间窗为第一时间窗，第二颗低轨卫星过境地面站的时间窗为第二时间窗；
S2：根据时间重叠的判决条件，提取所述第一时间窗和所述第二时间窗中存在时间冲突的两个任务时间窗，根据存在时间冲突的两个任务时间窗得出所对应的两颗低轨卫星的前个时间窗时长、后个时间窗时长、前时间的出入境方位角和后时间的出入境方位角；
S3：根据天线方位角速度、所述前时间的出入境方位角和所述后时间的出入境方位角，得到天线转动所需最大时间，
对所述天线转动所需最大时间进行跟踪任务的拼接分析，获得拼接任务的有效通信时长；
S4：通过对所述拼接任务的有效通信时长、所述前个时间窗时长和所述后个时间窗时长的排序，判断出拼接任务通信时间是否最长；
若判断结果为否，则执行第一动作，所述第一动作为制定通信时间最长的单星跟踪任务；
若判断结果为是，则执行第二动作，所述第二动作为制定双星跟踪任务，拼接跟踪引导文件。
现有技术是通常只能选取其中一颗低轨卫星的一个时间窗执行跟踪任务，从而降低了卫星过境地面站时星地有限通信时间的利用效率。
本发明增加了执行卫星轨道数据来获得预设时间内两颗低轨卫星过境地面站的时间窗，从中提取存在部分时间重叠的前后两个时间窗；并根据两个时间窗所对应的两颗低轨卫星的出入境方位角和两个时间窗所覆盖的最大时长，进行跟踪任务的拼接分析，获得拼接任务的通信效率分析结果和任务规划策略；并在跟踪任务到时执行时将两颗星的两个跟踪引导文件拼接成一个发送给天线跟踪***；实现了单站双星的时间重叠跟踪任务的规划，并且提高时间部分重叠的跟踪任务的通信时长，适用于单站双星***的应用场景、流程简单、星地通信时间利用率高、能最大化延长星地通信时间。
进一步的，将所述第一时间窗和第二时间窗之间的最小时间间隔，作为时间重叠的判决条件。
所述当小于最小时间间隔时，会发生冲突，反之大于最小时间间隔时，不会发生冲突。
进一步的，根据所述第一动作和所述第二动作进行引导文件拼接并发送给天线***进行执行；
所述根据通信时长对比结果在任务到时执行时进行引导文件拼接并发送至天线***执行。
进一步的，对所述天线转动所需最大时间进行跟踪任务的拼接分析，具体步骤包括：
S31：将所述后个时间窗的开始时间与所述天线转动所需最大时间的差，作为前个时间窗应提前结束的时间；
S32：根据S31中得出的所述前个时间窗应提前结束的时间，获得拼接后前个任务的有效通信时长；
S33：将S32中得出的所述拼接后前个任务的有效通信时长与后个任务的有效通信时长的和，作为拼接任务的有效通信时长。
第二方面，提供了一种单站双星时间重叠跟踪任务的***，包括：
数据获取模块：用于执行卫星轨道数据来获得预设时间内两颗低轨卫星过境地面站的时间窗，所述时间窗包括第一时间窗和第二时间窗；
提取模块：用于提取所述第一时间窗和所述第二时间窗中存在时间冲突的两个任务时间窗，根据存在时间冲突的两个任务时间窗得出所对应的两颗低轨卫星的前个时间窗时长、后个时间窗时长、前时间的出入境方位角和后时间的出入境方位角；
处理分析模块：用于对天线方位角速度、所述前时间的出入境方位角和所述后时间的出入境方位角进行处理，得到天线转动所需最大时间，
对所述天线转动所需最大时间进行跟踪任务的拼接分析，获得拼接任务的有效通信时长；
第一判断模块：用于通过所述拼接任务的有效通信时长、所述前个时间窗时长和所述后个时间窗时长的排序，判断出拼接任务通信时间是否最长；
若判断结果为否，则执行第一动作，所述第一动作为制定通信时间最长的单星跟踪任务；
若判断结果为是，则执行第二动作，所述第二动作为制定双星跟踪任务，拼接跟踪引导文件。
进一步的，还包括第二判断模块：用于将所述第一时间窗和第二时间窗之间的最小时间间隔，作为时间重叠的判决条件。
进一步的，还包括执行模块：用于将所述判断结果进行引导文件拼接并发送给天线***进行执行。
进一步的，还包括分析模块：用于将所述后个时间窗的开始时间与所述天线转动所需最大时间的差，作为前个时间窗应提前结束的时间；
用于根据所述前个时间窗应提前结束的时间，获得拼接后前个任务的有效通信时长；
用于将所述拼接后前个任务的有效通信时长与后个任务的有效通信时长的和，作为拼接任务的有效通信时长。
第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的一种单站双星时间重叠任务跟踪方法；存储器，包括可由处理器执行的计算机可读的程序，该程序在处理器中运行时可执行。
第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如第一方面所述的一种单站双星时间重叠任务跟踪方法。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.本发明一种单站双星时间重叠任务跟踪方法，提高时间部分重叠的跟踪任务的通信时长，适用于单站双星***的应用场景。
2.本发明一种单站双星时间重叠任务跟踪方法，流程简单、星地通信时间利用率高、能最大化延长星地通信时间。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明为一种单站双星时间重叠任务跟踪方法，具体如下步骤实现：
A1、设定计算时段，调用两颗卫星的轨道数据执行轨道计算；
A2、可获得设定计算时段内两颗卫星的跟踪任务时间窗；
A3、同时获得，前一任务a的入境方位角AzIa和出境方位角AzOa；
A4、后一任务b的入境方位角AzIb和出境方位角AzOb，以此类推；
A5、设定T为两个任务时间窗之间的最小时间间隔，作为任务时间重叠的判决条件；
A6、前一任务a的跟踪开始时间为Ta1，跟踪结束时间为Ta2；
A7、后一任务b的跟踪开始时间为Tb1，跟踪结束时间为Tb2；
A8、依据Tb1≤Ta2+T≤Tb2，判定前一任务a与后一任务b的两个时间窗存在重叠；
A9、则前一任务a的任务时长Ta＝Ta2-Ta1；
A10、后一任务b的任务时长Tb＝Tb2-Tb1；
A11、天线方位角速度为p；
A12、则天线从前一任务a的出境方位转动到后一任务b的入境方位所需的时间为；
A13、T1＝||AzOa-AzIb|-180|/p；
A14、则拼接任务的有效通信时长Ts＝(Tb1-T1-Ta1)+(Tb2-Tb1)；
A15、对任务a的任务时长Ta、任务b的任务时长Tb和拼接任务的有效通信时长Ts进行长短排序；
A16、若Ts＞Ta和Tb；
A17、则将前一任务a的跟踪结束时间设定为Tb1-T1；
A18、则将前一任务a的天线跟踪引导文件数据的开始时间设置为Ta1，结束时间设定为Tb1-T1；
A19、通过卫星轨道计算获得前一任务a的跟踪引导文件数据；
A20、将前一任务a的跟踪引导文件数据与后一任务b的跟踪引导文件数据按照时间先后顺序进行拼接，形成拼接任务的一个跟踪引导文件数据，任务到时执行时发送给天线***；
A21、若Ts＜Ta或Tb；
A22、则制定通信时间最长的单星跟踪任务，任务到时执行时将单星跟踪引导文件数据发送给天线***。
通过执行卫星时间窗计算，在重叠的时间至少应大于设定值的判决条件下，获取满足条件的两个重叠时间窗，依据时间窗可获取前个时间窗的时长、后个时间窗的时长、前个时间窗的出境方位角和后个时间窗的入境方位角，通过已知的天线方位角速度可以计算出天线***从前一个任务的出境位置到后一个任务的入境位置所需的最大时间，据此可根据后一个卫星的入境时刻计算出前一个任务的结束时间用于获得拼接后的任务总时长以及有效通信时间，按有效通信时长分别对前个时间窗、后个时间窗和拼接任务有效时间窗进行排序，若拼接任务的有效通信时间最长，则制定双星跟踪任务，拼接跟踪引导文件，否则制定通信时间最长的单星跟踪任务，待上述任务到时执行。
该方法主要用于只具备单天线收发的卫星地面站***，在针对低轨双星***通信时，由于该双星***设计为依次连续过境卫星地面站，进而导致前后两星的时间窗出现部分时间重叠的情形，为有效提升双星过境时的星地通信时间利用率，提高双星过境时的通信时长，本发明采用任务拼接的方式有效延长双星的星地通信时间。
实施例2
如图1所示，一种单站双星时间重叠跟踪任务的***，包括：
数据获取模块：用于执行卫星轨道数据来获得预设时间内两颗低轨卫星过境地面站的时间窗，时间窗包括第一时间窗和第二时间窗；第一颗低轨卫星过境地面站的时间窗为第一时间窗，第二颗低轨卫星过境地面站的时间窗为第二时间窗；
提取模块：用于提取第一时间窗和第二时间窗中存在时间冲突的两个任务时间窗，根据存在时间冲突的两个任务时间窗得出所对应的两颗低轨卫星的前个时间窗时长、后个时间窗时长、前时间的出入境方位角和后时间的出入境方位角；
处理分析模块：用于对天线方位角速度、前时间的出入境方位角和后时间的出入境方位角进行处理，得到天线转动所需最大时间，
对天线转动所需最大时间进行跟踪任务的拼接分析，获得拼接任务的有效通信时长；
第一判断模块：用于通过拼接任务的有效通信时长、前个时间窗时长和后个时间窗时长的排序，判断出拼接任务通信时间是否最长；
若判断结果为否，则制定通信时间最长的单星跟踪任务；
若判断结果为是，则制定双星跟踪任务，拼接跟踪引导文件。
优选的，还包括第二判断模块：用于将第一时间窗和第二时间窗之间的最小时间间隔，作为时间重叠的判决条件。
优选的，还包括执行模块：用于将判断结果进行引导文件拼接并发送给天线***进行执行。
优选的，还包括分析模块：用于将后个时间窗的开始时间与天线转动所需最大时间的差，作为前个时间窗应提前结束的时间；
用于根据前个时间窗应提前结束的时间，获得拼接后前个任务的有效通信时长；
用于将拼接后前个任务的有效通信时长与后个任务的有效通信时长的和，作为拼接任务的有效通信时长。
实施例3
一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面的一种单站双星时间重叠任务跟踪方法；存储器，包括可由处理器执行的计算机可读的程序，该程序在处理器中运行时可执行。
实施例4
一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行可实现如第一方面的一种单站双星时间重叠任务跟踪***。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单站双星时间重叠任务跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据执行卫星轨道数据来获得预设时间内两颗低轨卫星过境地面站的时间窗，所述时间窗包括第一时间窗和第二时间窗；
第一颗低轨卫星过境地面站的时间窗为所述第一时间窗，第二颗低轨卫星过境地面站的时间窗为所述第二时间窗；
S2：根据时间重叠的判决条件，提取所述第一时间窗和所述第二时间窗中存在时间冲突的两个任务时间窗，根据存在时间冲突的两个任务时间窗得出所对应的两颗低轨卫星的前个时间窗时长、后个时间窗时长、前时间的出入境方位角和后时间的出入境方位角；
S3：根据天线方位角速度、所述前时间的出入境方位角和所述后时间的出入境方位角，得到天线转动所需最大时间，
对所述天线转动所需最大时间进行跟踪任务的拼接分析，获得拼接任务的有效通信时长；
S4：通过对所述拼接任务的有效通信时长、所述前个时间窗时长和所述后个时间窗时长的排序，判断出拼接任务通信时间是否最长；
若判断结果为否，则执行第一动作，所述第一动作为制定通信时间最长的单星跟踪任务；
若判断结果为是，则执行第二动作，所述第二动作为制定双星跟踪任务，拼接跟踪引导文件；
其中所述S3包括以下子步骤：
S31：将所述后个时间窗的开始时间与所述天线转动所需最大时间的差，作为前个时间窗应提前结束的时间；
S32：根据S31中得出的所述前个时间窗应提前结束的时间，获得拼接后前个任务的有效通信时长；
S33：将S32中得出的所述拼接后前个任务的有效通信时长与后个任务的有效通信时长的和，作为拼接任务的有效通信时长。
2.根据权利要求1所述的一种单站双星时间重叠任务跟踪方法，其特征在于，所述S2的步骤中，将所述第一时间窗和第二时间窗之间的最小时间间隔，作为时间重叠的判决条件。
3.根据权利要求1所述的一种单站双星时间重叠任务跟踪方法，其特征在于，所述S4的步骤中，根据所述第一动作和所述第二动作进行引导文件拼接并发送给天线***进行执行。
4.一种单站双星时间重叠任务跟踪***，其特征在于，包括：
数据获取模块：用于执行卫星轨道数据来获得预设时间内两颗低轨卫星过境地面站的时间窗，所述时间窗包括第一时间窗和第二时间窗；
提取模块：用于提取所述第一时间窗和所述第二时间窗中存在时间冲突的两个任务时间窗，根据存在时间冲突的两个任务时间窗得出所对应的两颗低轨卫星的前个时间窗时长、后个时间窗时长、前时间的出入境方位角和后时间的出入境方位角；
处理分析模块：用于对天线方位角速度、所述前时间的出入境方位角和所述后时间的出入境方位角进行处理，得到天线转动所需最大时间；
分析模块：用于将所述后个时间窗的开始时间与所述天线转动所需最大时间的差，作为前个时间窗应提前结束的时间；
用于根据所述前个时间窗应提前结束的时间，获得拼接后前个任务的有效通信时长；
用于将所述拼接后前个任务的有效通信时长与后个任务的有效通信时长的和，作为拼接任务的有效通信时长；
第一判断模块：用于通过所述拼接任务的有效通信时长、所述前个时间窗时长和所述后个时间窗时长的排序，判断出拼接任务通信时间是否最长；
若判断结果为否，则制定通信时间最长的单星跟踪任务；
若判断结果为是，则制定双星跟踪任务，拼接跟踪引导文件。
5.根据权利要求4所述的一种单站双星时间重叠任务跟踪***，其特征在于，该***还包括第二判断模块：用于将所述第一时间窗和第二时间窗之间的最小时间间隔，作为时间重叠的判决条件。
6.根据权利要求5所述的一种单站双星时间重叠任务跟踪***，其特征在于，该***还包括执行模块：用于将所述判断结果进行引导文件拼接并发送给天线***进行执行。
7.一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-3中任意一项所述的一种单站双星时间重叠任务跟踪方法。
8.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行可实现如权利要求1-3中任意一项所述的一种单站双星时间重叠任务跟踪方法。
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